package BinarySearchTree;

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: ling
 * Date: 2022-06-29
 * Time: 19:04
 */
public class BinarySearchTree {
    class TreeNode{
        public int key;
        public TreeNode left;
        public TreeNode right;
        public TreeNode(int key){
            this.key=key;
        }
    }
    public TreeNode root;

    /**
     * 二叉搜索树插入操作非递归
     * @param key
     * @return
     */
    public boolean insert(int key){
        if(root==null){
            root=new TreeNode(key);
            return true;
        }
        TreeNode cur=root;
        TreeNode parent=null;
        while(cur!=null){
            if(cur.key<key){
                parent=cur;
                cur=cur.right;
            }else if(cur.key>key){
                parent=cur;
                cur=cur.left;
            }else{
                return false;
            }
        }
        TreeNode node=new TreeNode(key);
        if(parent.key<key){
            parent.right=node;
        }else{
            parent.left=node;
        }
        return true;
    }

    /**
     * 二叉搜索树插入操作（递归）
     * @param root
     * @param key
     * @return
     */
    public boolean insertDiGui(TreeNode root,int key){
        if(root==null){
            root=new TreeNode(key);
            return true;
        }else {
            if (root.key < key) {
              return insertDiGui(root.right, key);
            } else if (root.key > key) {
               return insertDiGui(root.left, key);
            } else {
                return false;
            }
        }
    }

    /**
     * 二叉搜索树寻找操作递归
     * @param root
     * @param key
     * @return
     */
    public TreeNode searchDiGui(TreeNode root,int key){
        if(root==null){
            return null;
        } if(root.key<key){
            return searchDiGui(root.right,key);
        }else if(root.key>key){
            return searchDiGui(root.left,key);
        }else{
            return root;
        }
    }

    /**
     * 二叉搜索树的寻找操作（非递归）
     * @param key
     * @return
     */
    public TreeNode search(int key){
        TreeNode cur=root;
        while(cur!=null){
            if(cur.key==key){
                return cur;
            }else if(cur.key<key){
                cur=cur.right;
            }else{
                cur=cur.left;
            }
        }
        return null;
    }

    /**
     * 二叉搜索树的删除操作（非递归）
     * 设待删除结点为 cur, 待删除结点的双亲结点为 parent
     * 一. cur.left == null
     * 1. cur 是 root，则 root = cur.right
     * 2. cur 不是 root，cur 是 parent.left，则 parent.left = cur.right
     * 3. cur 不是 root，cur 是 parent.right，则 parent.right = cur.right
     * 二. cur.right == null
     * 1. cur 是 root，则 root = cur.left
     * 2. cur 不是 root，cur 是 parent.left，则 parent.left = cur.left
     * 3. cur 不是 root，cur 是 parent.right，则 parent.right = cur.left
     * 三. cur.left != null && cur.right != null
     * 1. 需要使用替换法进行删除，即在它的右子树中寻找中序下的第一个结点(关键码最小)，用它的值填补到被删除节点中，再来处理该结点的删除问题
     * @param parent
     * @param cur
     */
    private void removeNode(TreeNode parent, TreeNode cur){
        if(cur.left==null){
            if(cur==root){
                root=cur.right;
            }
            else if(parent.left==cur){
                parent.left=cur.right;
            }else{
                parent.right=cur.right;
            }
        }else if(cur.right==null){
            if(cur==root){
                root=cur.left;
            }else if(parent.left==cur){
                parent.left=cur.left;
            }else{
                parent.right=cur.left;
            }
        }else{
            TreeNode targetParent=cur;
            TreeNode target=cur.right;
            while(target.left!=null){
                targetParent=target;
                target=targetParent.left;
            }
            cur.key = target.key;
            if(targetParent.left==target){
                targetParent.left=target.right;
            }else{
                targetParent.right=target.right;
            }
        }
    }
    public boolean remove(int key){
        TreeNode cur=root;
        TreeNode parent=null;
        while(cur!=null){
            if(cur.key==key){
                removeNode(parent,cur);
                return true;
            }
            else if(cur.key<key){
                parent=cur;
                cur=cur.right;
            }
            else{
                parent=cur;
                cur=cur.left;
            }
        }
       return false;

    }

    /**
     * 删除二叉搜索树中的结点（递归）
     * @param root
     * @param key
     * @return
     */
    public TreeNode removeDigui(TreeNode root,int key){
        if(root==null){
            return null;
        } if(key<root.key){
            root.left=removeDigui(root.left,key);// 去左子树删除

        }else if(key>root.key){
            root.right=removeDigui(root.right,key);// 去右子树删除
        } else  {  // 当前节点就是要删除的节点

            if (root.left == null)   return root.right;      // 情况1，欲删除节点无左子
            else if (root.right == null)  return root.left;  // 情况2，欲删除节点无右子
            else if (root.left!=null && root.right !=null){  // 情况3，欲删除节点左右子都有
                TreeNode node = root.right;
                while (node.left != null)      // 寻找欲删除节点右子树的最左节点
                    node = node.left;

                node.left = root.left;     // 将欲删除节点的左子树成为其右子树的最左节点的左子树
                root = root.right;         // 欲删除节点的右子顶替其位置，节点被删除
            }
        }
        return root;
    }
    public void inorder(TreeNode root){
        if(root==null){
            return;
        }
        inorder(root.left);
        System.out.print(root.key+" ");
        inorder(root.right);
    }
}
